基本情報技術者 2013年 秋期 午前（科目A） 問37

1個のTCPパケットをイーサネットに送出したとき、イーサネットフレームに含まれる宛先情報の、送出順序はどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論: イーサネットに送出される際は、フレーム外側に宛先MAC、その内側に宛先IP、さらに最内に宛先ポートが含まれる順序です。
• 根拠: 送信時はデータがトランスポート→ネットワーク→リンクの順でカプセル化され、外側のリンクヘッダが物理送出で最初に現れます。
• 差がつくポイント: 「送出順」は物理に出る順で外側ヘッダが先、MACは同一LAN経路識別、ポートは終点識別と覚えておくこと。

正解の理由

よくある誤解

• 「IPアドレスが先に送られる」と考える誤り: 見慣れた順序（IP→TCP）をそのまま送出順と混同する人がいますが、物理送出は外側ヘッダが先です。
• 「ポート番号はイーサネットにある」と思う誤解: ポートはトランスポート層（TCP/UDP）の情報であり、イーサネットヘッダには含まれません。
• 「MACはルーティングに使う」と混同する誤解: MACは同一リンク上の転送に使われ、ルーターはIPで経路決定し必要に応じてMACを書き換えます。

解法ステップ

1. 各情報がどの層のヘッダに属するかを確認する（宛先ポート→TCP、宛先IP→IP、宛先MAC→Ethernet）。
2. 送信側でのカプセル化順（上位→下位）を確認する（TCP→IP→Ethernet）。
3. 物理送出順は外側ヘッダから送られることを考え、「Ethernetヘッダ（MAC）」が最初に出ると判断する。
4. 選択肢と照合して「宛先MAC→宛先IP→宛先ポート」の並びを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: 宛先IPアドレス、宛先MACアドレス、宛先ポート番号
  → 誤り。MACはIPより外側のヘッダなので送出時にはIPの前に出ます。
• イ: 宛先IPアドレス、宛先ポート番号、宛先MACアドレス
  → 誤り。ポートは最内のTCPヘッダにあり、MACは外側にあるため順序が逆転しています。
• ウ: 宛先MACアドレス、宛先IPアドレス、宛先ポート番号
  → 正解。Ethernetヘッダ（MAC）が外側で最初に送出され、続いてIP、最後にTCP（ポート）です。
• エ: 宛先MACアドレス、宛先ポート番号、宛先IPアドレス
  → 誤り。MACは正しい最初だが、ポートがIPの外側になっており、カプセル化順に反します。

補足コラム

• イーサネットフレームの一般的な送出順（バイト列）は、前置パターン→宛先MAC→送信元MAC→Ethertype→IPヘッダ→TCPヘッダ→ペイロード→FCSです。宛先MACはフレーム先頭近くにあり、物理線に最初に現れます。
• ARPはIP→MACの対応を解決するプロトコルで、同一LANで送る際に送信元はまず宛先IPに対応するMACを得る必要があります。ルータを跨ぐ場合、IPは変更されずMACはホップごとに書き換わります（NATを除く）。
• 実務では「MACは隣接ノード識別」「IPは経路識別」「ポートはアプリ識別」と機能で覚えると速く正答へ辿り着けます。

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